当前位置:首页 >> 学术资讯 >> 科研信息

磁场强化电结晶过程研究取得进展

2025/08/02

文章导读
你是否想过,一根看不见的磁场竟能重塑电池内部的化学反应?面对水系锌电池因析氢和枝晶问题难以商用的困局,中科院过程工程研究所王志团队另辟蹊径,首次利用强磁场精准调控电解液中水分子的氢键网络与离子配位结构。通过Paschen-Back效应与振动斯塔克效应,成功阻断质子传导路径,抑制副反应,并诱导锌离子在特定晶面稳定沉积。这项发表于《自然-通讯》的突破,不仅实现了高稳定性、无枝晶的锌电池原型,更为电化学储能与冶金的界面难题提供了全新解决路径——磁场,或将成为下一代绿色能源技术的关键推手。
— 内容由好学术AI分析文章内容生成,仅供参考。

近年来,在国家“双碳”战略背景下,电化学过程在能源转换、清洁制备与环境治理等领域中发挥着关键的支撑作用,水系锌离子电池日益成为下一代绿色能源转化与存储的重要技术方向之一。采用中性水系电解液的可充电锌金属电池凭借其高理论容量、低工作电位、高离子电导率以及环境友好等突出优势,在储能领域具有重要的应用潜力。然而,界面结构复杂、电极/电解质界面反应动力学缓慢等问题,严重制约其在储能电池、电催化反应及冶金过程中的规模化推广与可持续发展。

针对上述问题,中国科学院过程工程研究所研究员王志团队创新性地提出以强磁场诱导电解液氢键网络精准重构策略。该策略通过Paschen-Back效应调控SO42--H2O配位取向,并利用振动斯塔克效应优化界面水分子结构,以有效调节Zn2+与H3O+团簇的溶剂化行为。该调控有效阻断Grotthuss质子传导路径,抑制析氢副反应及锌枝晶生长,并诱导Zn2+在(002)晶面优先生长,显著提升电结晶过程的反应速率与稳定性,在实验室中构建出高稳定性、无枝晶的水系锌离子电池体系。

该研究为破解电化学储能与电化学冶金的界面瓶颈问题提供了新思路。

相关研究成果发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。

论文链接

磁场强化电结晶过程研究取得进展

Paschen-Back效应驱动SO42-水合配位取向实现无枝晶锌离子电池制备

磁场强化电结晶过程研究取得进展

磁场预处理增强SO42--H2O配位结构对界面水行为和锌沉积的影响


版权声明:
文章来源过程工程研究所,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。

相关学术资讯
近期会议

2026年矿产资源、勘探技术与地球科学国际会议(ICRTS 2026)(2026-02-28)

2026年能源、电力与可持续发展国际学术会议(EESD 2026)(2026-03-06)

第三届光电信息与光学工程国际学术会议(OIOE 2026)(2026-03-06)

第九届大数据与应用统计国际学术研讨会(ISBDAS 2026)(2026-03-06)

第五届网络安全、人工智能与数字经济国际学术会议(CSAIDE 2026)(2026-03-06)

第五届材料工程与应用力学国际学术会议(ICMEAAE 2026)(2026-03-06)

2026年社会心理学、行为科学与教育国际会议(SPBSE 2026)(2026-03-09)

2026年智慧交通与检测技术国际会议(ITDT 2026)(2026-03-25)

2026年第六届智能机器人系统国际会议(ISoIRS 2026)(2026-03-27)

2026年第五届算法、计算和机器学习国际会议(CACML 2026)(2026-03-27)

2026年新能源、动力工程与电力系统国际会议(INEPS 2026)(2026-2-9)

2026年环境工程与可持续发展国际会议(ICSDEE 2026)(2026-4-25)

2026年神经网络、通信工程与信息系统国际会议(NNCEIS 2026)(2026-3-10)

2026年水系统控制与智慧水利系统国际会议(WSCSWCS 2026)(2026-3-11)

2026年神经网络与计算机应用国际会议(CANN 2026)(2026-5-15)

2026年第六届计算机通信与人工智能国际会议 (CCAI 2026)(2026-5-22)

2026年第二届航空航天工程与材料技术国际会议(AEMT 2026)(2026-4-10)

2026智慧农业、生物技术与智能系统国际会议(ICSABIS 2026)(2026-3-24)

2025年地球科学与环境工程国际会议(ESEE 2025)(2026-11-30)

2026年第四届人工智能与电力工程国际会议(AIPE 2026)(2026-10-30)

小贴士:学术会议云是学术会议查询检索的第三方门户网站。它是会议组织发布会议信息、众多学术爱好者参加会议、找会议的双向交流平台。它可提供国内外学术会议信息预报、分类检索、在线报名、论文征集、资料发布以及了解学术资讯,查找会服机构等服务,支持PC、微信、APP,三媒联动。